Hoàng Thanh Cao 62 Vật lí chất rắn

Một phần của tài liệu Chế tạo hạt Nano Fe2O3 vô định hình và các tính chất (Trang 68)

Tất cả các đỉnh được chuyển sang nhiệt độ cao hơn so với những mẫu x = 0. Năng lượng kích hoạt tương ứng với các nhiệt độ Tp1, Tp2 và Tp3 là Ea = 140, 156, 170 kJ/mol. So với các mẫu oxit sắt vô định hình, năng lượng kích hoạt được tăng cường đáng kể đối với Tp1, Tp2 trong khi giảm đối với Tp3. Khi ứng dụng thực tế, việc tăng cường Tp1 là quan trọng làm cho trạng thái vô định hình của các vật liệu có thể kéo dài hơn, ổn định ở nhiệt độ phòng. Để ước tính thời gian sống của các vật liệu vô định hình tại một nhiệt độ nhất định, chúng tôi sử dụng phương trình 1:

1 − x −ndx = K0exp −Ea/RT dt.

Thời gian để hoàn thành các phản ứng t  Ea/RT. Bởi vì các phản ứng này không chỉ xảy ra ở Tp1 mà còn ở tất cả các nhiệt độ với tốc độ khác nhau. Tại Tp1 tốc độ nhanh hơn nhiều so với ở nhiệt độ phòng Tr. Nếu thời gian để hoàn thành các phản ứng tại Tp1 và Tr tương ứng là tTp1 và tTr, giả sử rằng năng lượng kích hoạt Ea là như nhau ở nhiệt độ khác nhau, chúng ta có được:

tTr tTp 1 ∝ e Ea RTr e Ea RTp 1

Sử dụng các dữ liệu trong bảng 3.2 cho mẫu Fe2O3 với Tp1 ≈ 225oC, Tr ≈ 27oC thì tTr/tTp1 ≈ 1.2 × 107. Thời gian phản ứng tại Tp1 là trong vài giây, thời gian phản ứng ở nhiệt độ phòng có thể trong khoảng từ một nửa năm đến một năm. Sử dụng dữ liệu trong bảng 3.3 cho mẫu Fe1.9Cr0.1O3, thời gian phản ứng có thể lên đến 15 năm. Vì vậy, sự có mặt của Cr trong các vật liệu vô định hình làm chậm hiệu ứng lão hóa lên 15 lần. Đây là một cách tốt để sử dụng các vật liệu oxit sắt-crom vô định hình trong thực tế.

Một phần của tài liệu Chế tạo hạt Nano Fe2O3 vô định hình và các tính chất (Trang 68)